Zum Aufbau der QuadroControl II XS von sind SMD-Bauteile erforderlich. Ohne diese wäre der Aufbau auf einer 70x70 mm Platine nicht realisierbar. Der Lohn der SMD-Lötarbeit ist eine gute, universelle Steuerung für Quadro Copter. In diesem Beispiel erfolgt der Aufbau mit 'X-UFO' (Silverlit) - Teilen, die immer wieder im Online-Handel angeboten werden - denn die Quadro Control II XS passt dort genau hinein.

Zum Bestücken der SMD-Bauteile wird die Platine mit Pinwand-Nägeln auf einer kleinen Pappschachtel fixiert. So kann man schnell die Lage der Platine durch drehen der Schachtel ändern - und sie ist den Augen etwas näher. Zum Halten der positionierten SMD-Bauteile dient dieses dreibeinige Hilfsmittel - eine Metallkugel mit Stahlnadeln. Diese Löthilfe ist die Idee eines findigen Bastlers.

Man braucht eine SMD geeignete Lötstation mit 0,4 mm Lötspitze , SMD-Lötzinn 0,5 mm, eine Kopflupe, Geduld und eine ruhige Hand.

Auf der oberen Seite der Platine sind alle 'bedrahteten' Bauteile untergebracht. Vorn rechts sind die auf Adapter-Platinen montierten SMD-Gyro-Sensoren zu sehen. Die Platine ist ursprünglich für die bedrahtete Variante der Sensoren entwickelt, die gerade nicht erhältlich waren. Die Bauteile, die zum Betrieb der Brushless-Controller erforderlich sind, wurden schon bestückt, da sie etwas später benötigt werden könnten. Zunächst jedoch soll der Quadrocopter mit den serienmäßigen Bürstenmotoren betrieben werden.

Sämtliche SMD-Bauteile sind auf der unteren Seite aufgelötet.

Als Akku wird zunächst ein 3/850 mAh LiPo benutzt. Der originale X-UFO Akku-Rahmen ist etwas geändert, damit diese X-Cell-Type gut hinein passt.

Zum Programmieren des ATmega 168 wurde der 'Quick'n Dirty' Programmier-Adapter aufgebaut, welcher ebenfalls in der Aufbau-Anleitung der Quadro Control II beschrieben ist. Zum setzen der Boot-Parameter und laden der Firmware wird die Software 'PonyProg 2000' verwendet.

Zu diesem Zeitpunkt ist die Firmware V 0.26 aktuell und wird in den Prozesseor geladen. Die gesamte Software-Prozedur ist detailliert beschrieben und funktionierte auf Anhieb. Im Anschluss werden sämtliche Spannungspegel wie in der Aufbauanleitung beschrieben überprüft. Ist auch hier alles in Ordnung, kann der Empfänger angeschlossen werden. Ich verwende die 35 MHz Version des ECO 7 Helikopter-Empfängers von Yamara, welcher als Ersatzteil erhältlich ist. Der Empfänger liefert nur das erforderliche PPM-Summen-Signal an seinem Ausgang. Als Sender wird ein MX 16 von Graupner benutzt.

Ein als defekt erworbenes X-UFO ist als 'Fluggestell' gewählt, da dieser komplette Rahmen mit Motoren, jedoch ohne China-Board noch vorhanden war.

Der Empfänger und die Antenne wurden zunächst provisorisch am hinteren Holm befestigt. Die so erzeugte Heck-Lastigkeit lässt sich mit dem 'Nick-Trimmer' am Sender jedoch problemlos ausgleichen. Später soll er oberhalb der Controller-Baugruppe montiert werden. In dieser Aufbauphase ist man ja etwas ungeduldig und will unverzüglich einen Probelauf machen. Das anlernen des Senders und prüfen der PID-Parameter verlief ebenso erfolgreich. Die Motore laufen auch. Fertig.

Das erste Abheben mit den Standard-Parametern im Testflugraum gelingt auch sofort. Nach und nach wird die Fluglage mit den Trimmern am Sender korrigiert. Nach kurzer Zeit ist gute Kontrolle erreicht. Alles funktioniert einwandfrei.

Viele weitere Flüge sind erforderlich, um die Funktion und Wirkung der Regel-Parameter P I D näherungsweise zu verstehen. Welcher Wert macht was in welcher Flugachse. Zu diesem Thema gibt es im QC-Forum (www.qc-copter.de) einiges zum Lesen und Link's zu anderen Beschreibungen.

Die Antriebe wurden zerlegt und die Gleitlager der Propeller-Wellen durch Kugellager ersetzt. Diese Modifikation hat sich schon bei meinen anderen X-UFO's bewährt und ist leicht zu realisieren. Dieses als 'X-UFO Tuning-Kit' vertriebene Kugellagerset mit Ausdrück-Hilfe gibt es im Online Handel.

Insgesamt reagiert der kleine, nur 266g schwere Quadro Copter, auch mit 'Anfänger-Parameter' sehr agil und verlangt nach wohl dosierten Steuerbefehlen. Um dies etwas zu 'entschärfen', wurde am Sender den Gebern für Roll und Nick ein Exponential-Wert von erst 10% dann 20 % programmiert. Die Feinfühligkeit im Mittenbereich ist somit erhöht und es geht besser.

Nach und nach folgen einige Detail-Verbesserungen.

Ein am Chassis angenähtes Klettband hält jetzt einen etwas größeren 3-zelligen LiPo Akku mit 910 mAh und könnte auch einen noch größeren vertragen. So ist man nicht auf einen Akku-Typ festgelegt wie im Falle des oben abgebildeten originalen Halters. Ein direkt auf den Akku geklebtes Klettbandstück fixiert ihn gut. Noch sicherer wäre jedoch ein über Kreuz genähtes Klettband.

Die Parameter der Regelkreise eines jeden Quadrokopters sind so individuell, wie jeder Quadro-Aufbau es ist. Ziel der Parameter-Optimierung ist es einen akzeptablen Schwebeflug als auch dem Flugstil (gemütlich oder sportlich) angemessene Reaktionen des Copters zu erreichen. Leicht gesagt . . .

Die Vorraussetzung für stabile Regelkreise ist ein stabiles Fluggestell und ein möglichst vibrationsarmer Antrieb, da Vibrationen und entstehende Resonanzen über das Chassis auch die Gyro-Sensoren erreichen. Vom Entwickler der QC II wird empfohlen die QuadroControl-Baugruppe fest am Chassis zu befestigen, damit evt. Resonanzen in das vom Sensor gelieferte Signal einfliessen. Dazu wird der Copter vor dem Start zunächst am Boden festgehalten, die Motoren eingeschaltet und Gas gegeben. Der Prozessor kann in dieser Phase schon dynamische Gyro-Signale 'kennen lernen'. Die statischen Werte kennt er ja schon von der Einschaltphase der QC wo das UFO möglichst eben und ruhig am Boden steht. Dann Gas weg und im Leerlauf den Abflug vorbereiten. Zwischendurch hatte ich die QC II – Baugruppe mit beidseitigen Moosgummi-Stückchen und PVC-Scheiben 'weicher' am Chassis befestigt . . . einen Unterschied hatte ich jedoch nicht bemerkt.

Was bleibt ist die 'Kippeligkeit' jeder einzelnen Antriebseinheit – mehr oder weniger. Die Propeller haben Spiel an ihrem Zahnradflansch. Das Zahnrad zum Motorritzel, weil die Propellerwelle mehr 'Luft' in ihren Lagern hat, als ich ihr zugestehen würde. Letztendlich hält ein Sprengring alles zusammen. Spielzeug . . . Hinzu kommt, dass die Motoren nach längerer Laufzeit bzw. nach Art der Belastung 'hakelig' werden. Wird der Propellers von Hand gedreht, merkt man das deutlich. Die Ursache dürfte Abnutzung von Kollektor und Bürsten sein. Bei diesem Copter ist es der hintere Motor, der etwas schwergängiger – also 'härter' läuft. Die Summe dessen erzeugt natürlich mehr Vibrationen, als es ein Präzisions-Getriebe oder ein Antrieb mit Brushless-Motoren tun würde. Alles eine Frage des Preises.

Es fiel auf, das sich die rechte Seite des Rahmen-Kreuzes stärker in Längsrichtung des GFK-Rohres verdrehen liess, als die anderen Seiten. Nach Zerlegen des Rahmens und Entfernen der Endkappen des betroffenen GFK-Rohres, konnte man es recht leicht zusammendrücken. Es war in Längsrichtung gespalten – ab der Stelle wo eine Treibschraube durch den Rahmen in das Rohr gedreht wurde, um es zu fixieren.

Die GFK-Rohre wurden durch eloxierte Alu-Rohre 6x1 mm in originaler Länge ersetzt – auch um mal ein anderes Material zu testen. Die Endkappen der ehemaligen GFK-Rohre passten auch genau. Sie dienen auch zum Schutz der im Rohr geführten Litzen. Die schon stramm sitzenden Motorträger waren zunächst nur mit je einem Kabelbinder am Rohrende fixiert. Am Kreuzmittelpunkt sind sie derzeit auch nur geklemmt.

Besonders wichtig ist die exakte senkrechte Ausrichtung der Propellerachsen. Als dies noch nicht exakt geschehen, gierte der Copter stark nach Rechts, wo er doch bisher zum leichten Links-Gieren neigte. . .

Mittels optischer Peilung wurde die Parallelität aller Zahnräder zur Grundfläche justiert. Der anschliessende Testflug bestätigt den Erfolg der Korrektur. Mit dem gleichen Aufbau werden dann sehr vorsichtig 1mm Löcher mit einem Platinen-Bohrer für die originalen 1,3mm Treibschrauben gebohrt. Die Treibschrauben ebenso 'Gefühlvoll' eindrehen, da sie ja ein Gewinde erzeugen werden. Bei einer ging's nach schwer plötzlich ganz leicht . . .

Die Gelegenheit des zerlegten Rahmens wurde auch gleich zum Einbau der Positions-LED genutzt. Alle LED's sind ultrahelle 20mA-Typen mit 20° und 30° Öffnungswinkel. Die LED's wurden anstelle der originalen SMD-LED's auf die Lötpads gesetzt. Sie werden so nahe am Motorträger montiert, dass sie mit einem Tropfen Heisskleber links und rechts fixiert werden können. Ansonsten wird sich die LED durch Erschütterungen lösen – und zwar mit Leiterbahn. Achten Sie auf die Polung – die Motor-Platinen Vorn/Hinten Links/Rechts sind unterschiedlich beschaltet. Die originale rote Front-LED des X-UFO wurde durch eine weisse 5mm 16cd - 20° LED als Flugscheinwerfer ersetzt. Für diese LED geht der Vorwiderstand (470 Ohm) am QC-Board direkt an +12V, weil 0V an der Motorplatine abgenommen wird. Wenn das QC II-Board Betriebsspannung bekommt geht die Front-LED an.

Die Vorwiderstände für die Positions-LED (470 Ohm) sind ebenfalls unten am QC II-Board – jedoch direkt an die Open-Collector Pin's des Service-Stecker angelötet. Die Anode der LED's liegt hierbei Motorseitig an +12V. Die Kathode geht zum Vorwiderstand dann zum OC-Pin der jeweiligen Transistoren. Sie sollten mit einem Streifen Heiskleber fixiert werden.

Abfluggewicht jetzt = 278 g

Die zusätzliche ultrahelle rote LoBat-LED ist auch auf größere Entfernung gut zu sehen und wichtig. Sie ist mit eigenem Vorwiderstand direkt am Service-Stecker angebracht. Sinn macht hier ein zusätzlicher Piezo-Pieper, da seit Firmware V 1.03 sämtliche Quittungs-Signale der QC II z.B. beim Anlernen des Senders zu diesen Port gesendet werden.

Den Service-Stecker brauche ich eigentlich nicht mehr, da die Datenausgabe seit der Firmware V1.00 auf einem Terminal über RS232 erfolgt. Dadurch hat sich der Programmier-Komfort ernorm erhöht. Parameter wie die Art der Motoren, deren Anordnung, Akkuwarnschwelle und Gyro-Sensor Diagnose sind über ein Menüsystem anwählbar. Die Terminalausgabe erfolgt im Textmodus und wird mit einem Terminal-Programm am PC, PDA oder anderen Dsiplays dargestellt.

In dieser Version fliege ich den Copter nun schon eine Weile und experimentiere nach wie vor mit den PID-Parametern . . .

Zur Zeit ist die Firmware 1.03 geladen

QuadroControl ist eine Entwicklung von Tido Tebben : www.qc-copter.de

10.11.14 Bernhard Bornschein